Una investigación con participación vasca ha logrado crear la primera lente plana de nanoluz que permite controlar la propagación de esta y que es mil veces menor que el grosor de un cabello humano.

El trabajo, desarrollado en colaboración con el Donostia International Physics Center (DIPC), el CIC nanoGUNE de la capital guipuzcoana, el Moscow Institute of Physics and Technology de Rusia, la Universidad tecnológica de Dinamarca y la Universidad de Kansas de EEUU, ha sido publicado en la revista ‘Nature Communications’.

Según ha informado la Universidad de Oviedo, los resultados de la investigación sientan las bases para el desarrollo de nanotecnologías y abren «posibilidades apasionantes en multitud de aplicaciones» en comunicaciones, seguridad y sensores biológicos.

El desarrollo de dispositivos más compactos y eficientes energéticamente requiere controlar la propagación de la luz en la nanoescala. Los estudios sobre nanoluz llevados a cabo hasta la fecha se han centrado en su mayoría en el uso de nanomateriales isótropos, aquellos en los que la luz se propaga de igual manera a lo largo de todas las direcciones del espacio, como ocurre con el grafeno.

Por el contrario, en los nanomateriales anisótropos la propagación de la luz no ocurre de la misma manera a lo largo de diferentes direcciones espaciales lo que, según los investigadores, ofrece interesantes oportunidades para controlarla de forma direccional y estudiar su explotación en futuras tecnologías fotónicas.

Los investigadores, que en este caso han trabajado con trióxido de molibdeno, han demostrado que el fenómeno de refracción de nanoluz entre dos nanomateriales anisótropos puede presentar propiedades «exóticas», como la propagación a lo largo de direcciones no intuitivas, así como un tamaño extremadamente pequeño de las ondas refractadas.

A partir de estos hallazgos, los investigadores han diseñado un novedoso elemento óptico de dimensiones nanométricas: una lente plana de nanoluz anisótropa. Mediante este elemento, han conseguido focalizar la nanoluz en volúmenes mucho más pequeños que su longitud de onda, lo que se conoce como hiperfocalizado o hiperlente.

Controlar la nanoluz

Aparte de su interés desde un punto de vista fundamental para entender cómo manipular eficientemente la luz en la nanoescala, estos hallazgos suponen un avance significativo con aplicaciones en computación óptica o en el desarrollo de biosensores extremadamente compactos y planos, según resaltan los investigadores que han participado en el estudio.

«Los resultados tienen un gran potencial para integrar dispositivos ópticos planos en la nanoescala, dado que la dirección de propagación de la nanoluz puede ser controlada eficientemente mediante el uso de elementos ópticos nanométricos», explica Javier Martín-Sánchez, investigador Ramón y Cajal en el grupo de Nano-óptica Cuántica.
 
«Este trabajo proporciona un conocimiento fundamental sólido sobre nanoóptica en medios anisótropos naturales y abre la puerta a un control de la nanoluz sin precedentes», concluye Pablo Alonso-González, líder del grupo de investigación y del trabajo.